概述
一、內(nèi)容提要：
第一節(jié)概述
第二節(jié)建筑工程地基、基礎(chǔ)
二、考試目的
1.掌握結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求；掌握建筑工程的基本組成；熟悉建筑工程結(jié)構(gòu)荷載、結(jié)構(gòu)構(gòu)件基本變形和受力分析。
2.掌握基礎(chǔ)的分類和構(gòu)造；熟悉地基、基礎(chǔ)的基本概念和地基的分類；熟悉基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原理；了解基礎(chǔ)（地下室）的防潮、防水。
三、內(nèi)容輔導(dǎo)：
第一節(jié)概述
一、建筑工程結(jié)構(gòu)荷載（熟悉）
(一)荷載的概念
作用在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的力，可劃分為兩大類。
一類是直接施加在結(jié)構(gòu)上，并使結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)力效應(yīng)的力。稱之為荷載。
另一類是由于某種原因使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生約束和位移，從而使結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生了內(nèi)力效應(yīng)。這種原因，一般稱之為作用。作用包括：
1．沉降作用：由于基礎(chǔ)發(fā)生不均勻下沉，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形，引起了內(nèi)力變化。
2．溫差作用：由于溫度變化，使組成結(jié)構(gòu)桿件材料熱脹冷縮發(fā)生變形，引起內(nèi)力變化。
3．地震作用：又稱為地震荷載。由于地震造成地面運(yùn)動(dòng)，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生加度反應(yīng)和震動(dòng)變形，引起慣性力，從而使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力效應(yīng)。
(二)荷載的分類及表示方法
1．按是否隨時(shí)間變化劃分。
(1)永久荷載(又稱恒載)。這類荷載的大小—般不隨時(shí)間變化，或變化很慢。
(2)可變荷載。這類荷載是隨時(shí)間而變化的。
(3)偶然荷載。這類荷載平時(shí)可能不發(fā)生，一旦發(fā)生作用強(qiáng)烈。如：爆炸力撞擊力、雪崩、大地震等。
2．按作用位置劃分。
(1)固定荷載。荷載在空間分布上具有固定的位置。這類荷載包括建筑物的自重、固定設(shè)備荷載等。
(2)移動(dòng)荷載：可在結(jié)構(gòu)空間位置上的一定范圍內(nèi)任意分布、移動(dòng)的荷載。
3．按分布范圍劃分。
(1)集中荷載。荷載在結(jié)構(gòu)上的作用面積很小，可近似為作用于一點(diǎn)。荷載一般用荷載簡(jiǎn)圖表示，即把—個(gè)構(gòu)件抽象成一條粗實(shí)線，把構(gòu)件上所受荷載抽象成一個(gè)或多個(gè)箭桿，并標(biāo)出其、方向及作用點(diǎn)位置。(如圖3—1(a)所示)：
(2)分布荷載。指連續(xù)分布在結(jié)構(gòu)上的荷載。分布荷載有均布荷載和非均布荷載兩種。均勻分布在結(jié)構(gòu)上的荷載為均布荷載。分布不均勻的荷載稱之為非均布荷載。均布荷載被抽象成—排等高的箭桿線(如圖3—1(b)所示)；非均布的荷載被抽象成一排不等高的箭桿線(如圖3—1(c)所示)。
例題：荷載按作用位置劃分為（）。
A：可變荷載
B：固定荷載
C：移動(dòng)荷載
D：沉降荷載
E：分布荷載
答案：B,C
二、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性（掌握）
(一)強(qiáng)度要求
強(qiáng)度，是指材料或構(gòu)件抵抗破壞的能力。任何構(gòu)件都不允許在正常工作情況下破壞，這就要求構(gòu)件必須有足夠的強(qiáng)度，即滿足強(qiáng)度要求。
(二)剛度要求
剛度，是指構(gòu)件抵抗變形的能力。剛度也有大小之分。某個(gè)構(gòu)件在荷載作用下不易變形，則說明該構(gòu)件的剛度大；相反，這個(gè)構(gòu)件在荷載作用下易于變形，則其剛度小。如果變形過大，即使?jié)M足強(qiáng)度要求，也會(huì)影響其正常使用。因此，在工程中要求某些構(gòu)件在荷載的作用下產(chǎn)生的變形不能超過一定的范圍。
(三)穩(wěn)定性要求
有些構(gòu)件在荷載作用下，其原有形狀的平衡可能喪失“穩(wěn)定性”。例如，受壓的細(xì)長(zhǎng)桿(如圖3—2)，
當(dāng)壓力F不太大時(shí)，桿可以保持原來直線形狀的平衡；而當(dāng)壓力增加并超過一定限度時(shí)，
桿件就不能繼續(xù)保持直線形狀，而突然變成彎曲形狀并破壞，這種現(xiàn)象稱為喪失穩(wěn)定或簡(jiǎn)稱失穩(wěn)。穩(wěn)定性要求就是要求這類受壓構(gòu)件不能喪失穩(wěn)定。由于構(gòu)件失穩(wěn)后將喪失繼續(xù)承受原設(shè)載的能力，所以其后果往往是很嚴(yán)重的。
三、建筑工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件基本變形和受力分析（熟悉）
(一)建筑工程構(gòu)件的基本變形
構(gòu)件在外力作用下的變形有以下四種基本形式，如圖3—3所示。
1．軸向拉伸或壓縮變形(圖3—3a、b)。在一對(duì)方向相反作用線與構(gòu)件軸心重合的外力作用下，構(gòu)件發(fā)生長(zhǎng)度改變(伸長(zhǎng)或縮短)。
2．剪切(圖3—3c)。在一對(duì)相距很近、方向相反的橫向外力作用下，構(gòu)件的橫截面沿外力方向發(fā)生的錯(cuò)動(dòng)變形。
3．扭轉(zhuǎn)(圖3—3d)。在一對(duì)方向相反、位于垂直桿軸線的兩平面內(nèi)的力偶作用下，構(gòu)件的任意兩橫截面發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
4．彎曲(圖3—3e)。在一對(duì)方向相反、位于桿軸的縱向平面內(nèi)的力偶作用下，桿件在縱向平面內(nèi)發(fā)生的彎曲變形。
工程中的實(shí)際構(gòu)件變形更多的是上述四種基本變形形式的組合。
(二)建筑構(gòu)件受力分析
構(gòu)件在上述基本變形狀態(tài)下能否安全工作，主要取決于以下三方面：①作用在構(gòu)件上力的大小。其他條件不變的情況下，施加外力越大，構(gòu)件越不安全。②構(gòu)件的橫截面面積(又稱截面積)的大小。荷載相同、材料相同的情況下，構(gòu)件截面越大越安全。③構(gòu)件本身材料的力學(xué)性能(材質(zhì))的好壞。材料強(qiáng)度越高，材質(zhì)越好，構(gòu)件越安全。同樣粗細(xì)的鐵棒比木棒結(jié)實(shí)。
上述三個(gè)因素中，外力是破壞因素(是外因)，而構(gòu)件截面面積和材質(zhì)是抵抗破壞的因素，三者之間數(shù)量關(guān)系的合理，是構(gòu)件安全工作的保障。
此外，受壓桿件還有一個(gè)失穩(wěn)問題，例如：相同截面的長(zhǎng)桿和短桿，同時(shí)受軸向壓力時(shí)，隨外力逐漸增大，長(zhǎng)桿會(huì)先彎曲失穩(wěn)而遭破壞。
分析構(gòu)件受力狀態(tài)，也就是分析在外力作用下構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生的效應(yīng)及這些效應(yīng)是否會(huì)使構(gòu)件遭受破壞。
1．軸向拉(壓)構(gòu)件受力狀態(tài)分析。在桿件AB的軸線上施加一對(duì)拉力P(見圖3—4)，假設(shè)用一個(gè)平面m—m垂直于桿件軸線方向把桿件切斷，在隔離體的全斷面上必然有均布的內(nèi)力與外力P平衡，均布內(nèi)力的合力用N表示。為保持隔離體的平衡，則P和N必然大小相等，方向相反，也就是說外力有多大，桿件截面上的內(nèi)力就有多大。
σ=N/a
式中：N—內(nèi)力合力
A----受力桿件截面
σ-----內(nèi)應(yīng)力
在相同拉力P作用下，桿件截面越小，單位面積承受的力越大，桿件更易破壞。桿件單位橫截面面積上的內(nèi)力稱為軸向受拉(壓)桿件的內(nèi)應(yīng)力，拉力產(chǎn)生的應(yīng)力稱為拉應(yīng)力規(guī)定為正)，軸向壓力產(chǎn)生的應(yīng)力稱為壓應(yīng)力(規(guī)定為負(fù))。
內(nèi)應(yīng)力可用公式表示如下：
2．剪切構(gòu)件受力狀態(tài)分析。常見鉚釘、螺栓、銷釘?shù)嚷?lián)接件，都是發(fā)生剪切變形的構(gòu)件，稱之為剪切構(gòu)件。工程中的梁、板、柱有時(shí)也處于受剪切狀態(tài)。
以鉚釘破壞情況為例，研究受剪構(gòu)件的剪力和剪應(yīng)力。如圖3—5中，
板A以P／3的力(外力P平均加在每一根鉚釘上的力是W3)作用于鉚釘下半段右側(cè)，板B作用鉚釘上半段左側(cè)，為分析 內(nèi)力，我們把鉚釘從m—n斷面分開。取其下半段，依據(jù)力平衡原理，在m—n截面處必然有一內(nèi)力Q與外力P／3平衡，這一與截面平行的內(nèi)力我們稱之為剪力，用Q表示。與軸向拉力N不同的是，剪力Q與截面是平行而非垂直的。在這種力作用下，桿件發(fā)生的變形是沿m—n面的錯(cuò)動(dòng)。桿件的截面面積為A，剪力為Q，把單位截面上的剪力稱之為剪應(yīng)力，用符號(hào)：表示(如公式3—2所示)。
τ=Q／A (3—2)剪應(yīng)力的單位是N／mm2或(Mpa)(兆帕斯卡)。
同樣，要保證構(gòu)件有足夠的抗剪強(qiáng)度，必須滿足：r小于構(gòu)件材料的容許抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。
3。受彎構(gòu)件(梁)的受力狀態(tài)分析。實(shí)際工程中以及的梁以及以彎曲變形為主的構(gòu)件，從受力角度分析均可稱為梁。
實(shí)際工程中，可把梁板、柱等構(gòu)件抽象簡(jiǎn)化成一條粗實(shí)線，把構(gòu)件之間的連接也抽象成不同連接形式的結(jié)點(diǎn)和支座。
(1)結(jié)點(diǎn)的概念及類型。結(jié)構(gòu)構(gòu)件互相連接的地方稱為結(jié)點(diǎn)。在選取計(jì)算簡(jiǎn)圖時(shí)，常將其歸納為鉸結(jié)點(diǎn)和剛結(jié)點(diǎn)兩種。
①鉸結(jié)點(diǎn)。鉸結(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)是它所連接的各個(gè)桿件在結(jié)點(diǎn)處不能移動(dòng)，但可以繞結(jié)點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。它相應(yīng)的受力狀態(tài)是在鉸結(jié)點(diǎn)的桿端不存在轉(zhuǎn)動(dòng)約束作用，即不引起桿端力矩，只能產(chǎn)生桿端軸力和剪切力。理想的鉸結(jié)點(diǎn)用一個(gè)小圓圈表示(如圖3—6b所示)。實(shí)際工程中，這種理想鉸是很難實(shí)現(xiàn)的。
②剛結(jié)點(diǎn)。剛結(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)是它所連接的各個(gè)桿件在結(jié)點(diǎn)處既不能相對(duì)移動(dòng)也不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，在此點(diǎn)各桿端結(jié)為整體，即在結(jié)點(diǎn)處各個(gè)桿件之間的夾角保持不變。它相應(yīng)的受力狀態(tài)除產(chǎn)生桿端軸力和剪切力之外，還有防止相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的約束力矩存在。實(shí)際工程中，現(xiàn)澆鋼筋混凝土剛架中的結(jié)點(diǎn)常屬于這類
情形，如圖3—7所示。
(2)支座的概念和類型。將結(jié)構(gòu)構(gòu)件與基礎(chǔ)或支承部分相連接的裝置稱為構(gòu)件的支座。它的作用是將結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的位置固定，并將作用于結(jié)構(gòu)上的荷載傳遞到基礎(chǔ)或支承物上。支座連接處本身常常就是一個(gè)結(jié)點(diǎn)。支座對(duì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的反作用力稱為支座反力。
在工程實(shí)踐中，支座的類型不同，所產(chǎn)生的約束力也不同。建筑結(jié)構(gòu)中常用的支座可以簡(jiǎn)化和抽象為以下四種類型。
①可動(dòng)鉸支座。如圖3—8a所示?？蓜?dòng)鉸支座既允許構(gòu)件繞著鉸支座任意轉(zhuǎn)動(dòng)，又允許構(gòu)件沿著鉸支座水平方向移動(dòng)，但垂直方向不可有任何移動(dòng)。因此，產(chǎn)生與支承平面垂直的支座反力
②固定鉸支座。如圖3—9a所示。固定鉸支座只允許構(gòu)件繞著鉸軸任意轉(zhuǎn)動(dòng)，而不允許構(gòu)件沿著水平與垂直方向移動(dòng)。因此，它可以產(chǎn)生通過鉸結(jié)點(diǎn)A的任意方向的支座反力，一般將其分解為相互垂直的兩個(gè)方向的分力P。和Fv。
③固定支座。固定支座所支承的部分完全被固定。
如圖它既不允許構(gòu)件發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，也不允許構(gòu)件發(fā)生任何方向的位移。因此，它可以產(chǎn)生三個(gè)約束反力，即水平和豎向分力Fx，、Fy和反力矩MA。固定支座的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3—11b所示。
④定向支座。如圖3—12a所示，定向支座允許構(gòu)件沿著一個(gè)方向即支承面方向平行滑動(dòng)，但不允許結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，也不允許結(jié)構(gòu)沿垂直于支承面方向移動(dòng)。因此，它可以產(chǎn)生豎向反力Py和反力矩MA。定向支座的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3—12b所示，即用兩根平行的鏈桿表示。
(3)梁的受力分析。不同的支座形式，結(jié)構(gòu)與構(gòu)件受力狀態(tài)不一樣。按照支座情況的不同，梁被分為簡(jiǎn)支梁(圖3—13a)、懸臂梁(圖3—13b)、外伸梁(圖3—13c)、連續(xù)梁(圖3—13d)等。
下面以簡(jiǎn)支梁為例來分析梁的受力狀態(tài)：
均布荷載作用下的簡(jiǎn)支梁，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖3—14a所示，梁長(zhǎng)為l，荷載為q，梁在荷載作用下發(fā)生彎曲，任意截面受的內(nèi)力可用彎矩Mc和剪力Qc來表示(如圖3—14b、c)。
我們可用圖3—15來說明梁受力破壞的實(shí)質(zhì)。對(duì)簡(jiǎn)支梁而言，發(fā)生彎曲變形后，梁的上部受壓，下部受拉，而且越靠近梁截面的上邊緣，壓應(yīng)力越大，越靠近梁截面的下邊緣，拉應(yīng)力越大。當(dāng)上、下邊緣的大壓、拉應(yīng)力超過梁所用材料本身的壓、拉容許強(qiáng)度指標(biāo)時(shí)，梁就會(huì)遭到破壞。梁上、下邊緣壓拉應(yīng)力大小與截面處彎矩Mc成正比。截面彎距M越大，梁上下邊緣壓、拉應(yīng)力也越大。對(duì)于均布荷載作用下的簡(jiǎn)支梁，在跨中處彎矩大；在支座處剪力大。
例題：1. 構(gòu)件在外力作用下的變形基本形式有（）。
A：軸向壓縮
B：剪切
C：彎曲
D：失穩(wěn)
E：軸向拉伸
答案：B,C
2．有A、B兩個(gè)桿件，它們的橫截面均為圓形，橫截面面積、材質(zhì)相同，在同時(shí)受軸向拉力時(shí)，隨外力逐漸增大，（）先破壞。
A：長(zhǎng)度大的桿件
B：長(zhǎng)度小的桿件
C：同時(shí)破壞
D：不能確定
答案：C
3．固定鉸支座的特點(diǎn)有（）。
A: 產(chǎn)生與支承平面垂直的支座反力
B: 允許構(gòu)件繞著鉸軸任意轉(zhuǎn)動(dòng)
C: 不允許構(gòu)件沿著垂直方向移動(dòng)
D: 支座可產(chǎn)生彎矩
E: 允許構(gòu)件沿著水平方向移動(dòng)
答案：A,B,E
4．定向支座不允許（）。
A: 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)
B: 構(gòu)件沿支承面方向平行滑動(dòng)
C:A和B
D:都不是
答案：A
四、建筑工程的基本組成（掌握）？
建筑工程一般由基礎(chǔ)、墻(柱)、樓蓋、樓梯、門窗和屋頂?shù)攘糠纸M成。
(一)基礎(chǔ)
基礎(chǔ)是建筑物下面的部分，埋在地面以下、承受建筑物全部荷載，并將其傳遞到地基上?；A(chǔ)應(yīng)當(dāng)堅(jiān)固、穩(wěn)定、能夠抵抗冰凍、耐地下水與化學(xué)侵蝕等、基礎(chǔ)的大小、形式取決于荷載的大小、土壤性能、材料性質(zhì)和承重方式。
(二)墻(柱)
墻是建筑物的承重、圍護(hù)和分隔構(gòu)件。按其位置不同可分為外墻和內(nèi)墻，按其作用可分為承重墻和自承重墻。承重墻是垂直方向的承重構(gòu)件，承受著由屋頂、樓層等傳來的荷載。因此要求它堅(jiān)固、穩(wěn)定和耐久，且應(yīng)充分利用其所具有的強(qiáng)度、保溫、隔熱、隔聲等物理特性。
外墻應(yīng)能抵抗風(fēng)、雨、雪、太陽(yáng)輻射熱的作用并具有保溫性能。內(nèi)墻用于分隔建筑物每層的內(nèi)部空間，除承重外，還能增加建筑物的堅(jiān)固性，穩(wěn)定性和剛性。自承重的內(nèi)墻為隔墻。有時(shí)為了擴(kuò)大空間或結(jié)構(gòu)上的要求，也可不用墻做承重構(gòu)件，而用柱承重。
在磚木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)的房屋中，屋頂、樓蓋、樓梯等重量都要傳遞到支承著這些構(gòu)件的墻(柱)上，再由墻(柱)傳遞到基礎(chǔ)。所以墻(柱)是房屋結(jié)構(gòu)中的重要承重構(gòu)件。
(三)樓蓋
樓蓋直接承受著各種家具、設(shè)備、人員的重量，并把這些重量傳給支承它的墻(柱)上。樓蓋又是樓房中劃分空間的水平分隔構(gòu)件，與豎向分隔構(gòu)件(內(nèi)墻)共同組成各個(gè)獨(dú)立的房間。同時(shí)樓蓋對(duì)房屋還起著水平支撐的作用，增強(qiáng)房屋的整體性能和抗震能力。
(四)樓梯
樓梯是樓房建筑的垂直交通設(shè)施，供人們上下樓層和緊急疏散之用。故要求樓梯具有足夠的通行能力以及防水、防滑的功能。
(五)屋頂
屋頂是建筑物頂部的外圍護(hù)構(gòu)件和承重構(gòu)件。抵御著自然界雨、雪及太陽(yáng)熱輻射等對(duì)頂層房間的影響；承受著建筑物頂部荷載，并將這些荷載傳給垂直方向的承重構(gòu)件。作為屋頂必須具有、足夠的強(qiáng)度、剛度以及防水、保溫、隔熱等的能力。
一、內(nèi)容提要：
第一節(jié)概述
第二節(jié)建筑工程地基、基礎(chǔ)
二、考試目的
1.掌握結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求；掌握建筑工程的基本組成；熟悉建筑工程結(jié)構(gòu)荷載、結(jié)構(gòu)構(gòu)件基本變形和受力分析。
2.掌握基礎(chǔ)的分類和構(gòu)造；熟悉地基、基礎(chǔ)的基本概念和地基的分類；熟悉基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原理；了解基礎(chǔ)（地下室）的防潮、防水。
三、內(nèi)容輔導(dǎo)：
第一節(jié)概述
一、建筑工程結(jié)構(gòu)荷載（熟悉）
(一)荷載的概念
作用在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的力，可劃分為兩大類。
一類是直接施加在結(jié)構(gòu)上，并使結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)力效應(yīng)的力。稱之為荷載。
另一類是由于某種原因使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生約束和位移，從而使結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生了內(nèi)力效應(yīng)。這種原因，一般稱之為作用。作用包括：
1．沉降作用：由于基礎(chǔ)發(fā)生不均勻下沉，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形，引起了內(nèi)力變化。
2．溫差作用：由于溫度變化，使組成結(jié)構(gòu)桿件材料熱脹冷縮發(fā)生變形，引起內(nèi)力變化。
3．地震作用：又稱為地震荷載。由于地震造成地面運(yùn)動(dòng)，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生加度反應(yīng)和震動(dòng)變形，引起慣性力，從而使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力效應(yīng)。
(二)荷載的分類及表示方法
1．按是否隨時(shí)間變化劃分。
(1)永久荷載(又稱恒載)。這類荷載的大小—般不隨時(shí)間變化，或變化很慢。
(2)可變荷載。這類荷載是隨時(shí)間而變化的。
(3)偶然荷載。這類荷載平時(shí)可能不發(fā)生，一旦發(fā)生作用強(qiáng)烈。如：爆炸力撞擊力、雪崩、大地震等。
2．按作用位置劃分。
(1)固定荷載。荷載在空間分布上具有固定的位置。這類荷載包括建筑物的自重、固定設(shè)備荷載等。
(2)移動(dòng)荷載：可在結(jié)構(gòu)空間位置上的一定范圍內(nèi)任意分布、移動(dòng)的荷載。
3．按分布范圍劃分。
(1)集中荷載。荷載在結(jié)構(gòu)上的作用面積很小，可近似為作用于一點(diǎn)。荷載一般用荷載簡(jiǎn)圖表示，即把—個(gè)構(gòu)件抽象成一條粗實(shí)線，把構(gòu)件上所受荷載抽象成一個(gè)或多個(gè)箭桿，并標(biāo)出其、方向及作用點(diǎn)位置。(如圖3—1(a)所示)：
(2)分布荷載。指連續(xù)分布在結(jié)構(gòu)上的荷載。分布荷載有均布荷載和非均布荷載兩種。均勻分布在結(jié)構(gòu)上的荷載為均布荷載。分布不均勻的荷載稱之為非均布荷載。均布荷載被抽象成—排等高的箭桿線(如圖3—1(b)所示)；非均布的荷載被抽象成一排不等高的箭桿線(如圖3—1(c)所示)。
例題：荷載按作用位置劃分為（）。
A：可變荷載
B：固定荷載
C：移動(dòng)荷載
D：沉降荷載
E：分布荷載
答案：B,C
二、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性（掌握）
(一)強(qiáng)度要求
強(qiáng)度，是指材料或構(gòu)件抵抗破壞的能力。任何構(gòu)件都不允許在正常工作情況下破壞，這就要求構(gòu)件必須有足夠的強(qiáng)度，即滿足強(qiáng)度要求。
(二)剛度要求
剛度，是指構(gòu)件抵抗變形的能力。剛度也有大小之分。某個(gè)構(gòu)件在荷載作用下不易變形，則說明該構(gòu)件的剛度大；相反，這個(gè)構(gòu)件在荷載作用下易于變形，則其剛度小。如果變形過大，即使?jié)M足強(qiáng)度要求，也會(huì)影響其正常使用。因此，在工程中要求某些構(gòu)件在荷載的作用下產(chǎn)生的變形不能超過一定的范圍。
(三)穩(wěn)定性要求
有些構(gòu)件在荷載作用下，其原有形狀的平衡可能喪失“穩(wěn)定性”。例如，受壓的細(xì)長(zhǎng)桿(如圖3—2)，
當(dāng)壓力F不太大時(shí)，桿可以保持原來直線形狀的平衡；而當(dāng)壓力增加并超過一定限度時(shí)，
桿件就不能繼續(xù)保持直線形狀，而突然變成彎曲形狀并破壞，這種現(xiàn)象稱為喪失穩(wěn)定或簡(jiǎn)稱失穩(wěn)。穩(wěn)定性要求就是要求這類受壓構(gòu)件不能喪失穩(wěn)定。由于構(gòu)件失穩(wěn)后將喪失繼續(xù)承受原設(shè)載的能力，所以其后果往往是很嚴(yán)重的。
三、建筑工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件基本變形和受力分析（熟悉）
(一)建筑工程構(gòu)件的基本變形
構(gòu)件在外力作用下的變形有以下四種基本形式，如圖3—3所示。
1．軸向拉伸或壓縮變形(圖3—3a、b)。在一對(duì)方向相反作用線與構(gòu)件軸心重合的外力作用下，構(gòu)件發(fā)生長(zhǎng)度改變(伸長(zhǎng)或縮短)。
2．剪切(圖3—3c)。在一對(duì)相距很近、方向相反的橫向外力作用下，構(gòu)件的橫截面沿外力方向發(fā)生的錯(cuò)動(dòng)變形。
3．扭轉(zhuǎn)(圖3—3d)。在一對(duì)方向相反、位于垂直桿軸線的兩平面內(nèi)的力偶作用下，構(gòu)件的任意兩橫截面發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
4．彎曲(圖3—3e)。在一對(duì)方向相反、位于桿軸的縱向平面內(nèi)的力偶作用下，桿件在縱向平面內(nèi)發(fā)生的彎曲變形。
工程中的實(shí)際構(gòu)件變形更多的是上述四種基本變形形式的組合。
(二)建筑構(gòu)件受力分析
構(gòu)件在上述基本變形狀態(tài)下能否安全工作，主要取決于以下三方面：①作用在構(gòu)件上力的大小。其他條件不變的情況下，施加外力越大，構(gòu)件越不安全。②構(gòu)件的橫截面面積(又稱截面積)的大小。荷載相同、材料相同的情況下，構(gòu)件截面越大越安全。③構(gòu)件本身材料的力學(xué)性能(材質(zhì))的好壞。材料強(qiáng)度越高，材質(zhì)越好，構(gòu)件越安全。同樣粗細(xì)的鐵棒比木棒結(jié)實(shí)。
上述三個(gè)因素中，外力是破壞因素(是外因)，而構(gòu)件截面面積和材質(zhì)是抵抗破壞的因素，三者之間數(shù)量關(guān)系的合理，是構(gòu)件安全工作的保障。
此外，受壓桿件還有一個(gè)失穩(wěn)問題，例如：相同截面的長(zhǎng)桿和短桿，同時(shí)受軸向壓力時(shí)，隨外力逐漸增大，長(zhǎng)桿會(huì)先彎曲失穩(wěn)而遭破壞。
分析構(gòu)件受力狀態(tài)，也就是分析在外力作用下構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生的效應(yīng)及這些效應(yīng)是否會(huì)使構(gòu)件遭受破壞。
1．軸向拉(壓)構(gòu)件受力狀態(tài)分析。在桿件AB的軸線上施加一對(duì)拉力P(見圖3—4)，假設(shè)用一個(gè)平面m—m垂直于桿件軸線方向把桿件切斷，在隔離體的全斷面上必然有均布的內(nèi)力與外力P平衡，均布內(nèi)力的合力用N表示。為保持隔離體的平衡，則P和N必然大小相等，方向相反，也就是說外力有多大，桿件截面上的內(nèi)力就有多大。
σ=N/a
式中：N—內(nèi)力合力
A----受力桿件截面
σ-----內(nèi)應(yīng)力
在相同拉力P作用下，桿件截面越小，單位面積承受的力越大，桿件更易破壞。桿件單位橫截面面積上的內(nèi)力稱為軸向受拉(壓)桿件的內(nèi)應(yīng)力，拉力產(chǎn)生的應(yīng)力稱為拉應(yīng)力規(guī)定為正)，軸向壓力產(chǎn)生的應(yīng)力稱為壓應(yīng)力(規(guī)定為負(fù))。
內(nèi)應(yīng)力可用公式表示如下：
2．剪切構(gòu)件受力狀態(tài)分析。常見鉚釘、螺栓、銷釘?shù)嚷?lián)接件，都是發(fā)生剪切變形的構(gòu)件，稱之為剪切構(gòu)件。工程中的梁、板、柱有時(shí)也處于受剪切狀態(tài)。
以鉚釘破壞情況為例，研究受剪構(gòu)件的剪力和剪應(yīng)力。如圖3—5中，
板A以P／3的力(外力P平均加在每一根鉚釘上的力是W3)作用于鉚釘下半段右側(cè)，板B作用鉚釘上半段左側(cè)，為分析 內(nèi)力，我們把鉚釘從m—n斷面分開。取其下半段，依據(jù)力平衡原理，在m—n截面處必然有一內(nèi)力Q與外力P／3平衡，這一與截面平行的內(nèi)力我們稱之為剪力，用Q表示。與軸向拉力N不同的是，剪力Q與截面是平行而非垂直的。在這種力作用下，桿件發(fā)生的變形是沿m—n面的錯(cuò)動(dòng)。桿件的截面面積為A，剪力為Q，把單位截面上的剪力稱之為剪應(yīng)力，用符號(hào)：表示(如公式3—2所示)。
τ=Q／A (3—2)剪應(yīng)力的單位是N／mm2或(Mpa)(兆帕斯卡)。
同樣，要保證構(gòu)件有足夠的抗剪強(qiáng)度，必須滿足：r小于構(gòu)件材料的容許抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。
3。受彎構(gòu)件(梁)的受力狀態(tài)分析。實(shí)際工程中以及的梁以及以彎曲變形為主的構(gòu)件，從受力角度分析均可稱為梁。
實(shí)際工程中，可把梁板、柱等構(gòu)件抽象簡(jiǎn)化成一條粗實(shí)線，把構(gòu)件之間的連接也抽象成不同連接形式的結(jié)點(diǎn)和支座。
(1)結(jié)點(diǎn)的概念及類型。結(jié)構(gòu)構(gòu)件互相連接的地方稱為結(jié)點(diǎn)。在選取計(jì)算簡(jiǎn)圖時(shí)，常將其歸納為鉸結(jié)點(diǎn)和剛結(jié)點(diǎn)兩種。
①鉸結(jié)點(diǎn)。鉸結(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)是它所連接的各個(gè)桿件在結(jié)點(diǎn)處不能移動(dòng)，但可以繞結(jié)點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。它相應(yīng)的受力狀態(tài)是在鉸結(jié)點(diǎn)的桿端不存在轉(zhuǎn)動(dòng)約束作用，即不引起桿端力矩，只能產(chǎn)生桿端軸力和剪切力。理想的鉸結(jié)點(diǎn)用一個(gè)小圓圈表示(如圖3—6b所示)。實(shí)際工程中，這種理想鉸是很難實(shí)現(xiàn)的。
②剛結(jié)點(diǎn)。剛結(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)是它所連接的各個(gè)桿件在結(jié)點(diǎn)處既不能相對(duì)移動(dòng)也不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，在此點(diǎn)各桿端結(jié)為整體，即在結(jié)點(diǎn)處各個(gè)桿件之間的夾角保持不變。它相應(yīng)的受力狀態(tài)除產(chǎn)生桿端軸力和剪切力之外，還有防止相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的約束力矩存在。實(shí)際工程中，現(xiàn)澆鋼筋混凝土剛架中的結(jié)點(diǎn)常屬于這類
情形，如圖3—7所示。
(2)支座的概念和類型。將結(jié)構(gòu)構(gòu)件與基礎(chǔ)或支承部分相連接的裝置稱為構(gòu)件的支座。它的作用是將結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的位置固定，并將作用于結(jié)構(gòu)上的荷載傳遞到基礎(chǔ)或支承物上。支座連接處本身常常就是一個(gè)結(jié)點(diǎn)。支座對(duì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的反作用力稱為支座反力。
在工程實(shí)踐中，支座的類型不同，所產(chǎn)生的約束力也不同。建筑結(jié)構(gòu)中常用的支座可以簡(jiǎn)化和抽象為以下四種類型。
①可動(dòng)鉸支座。如圖3—8a所示?？蓜?dòng)鉸支座既允許構(gòu)件繞著鉸支座任意轉(zhuǎn)動(dòng)，又允許構(gòu)件沿著鉸支座水平方向移動(dòng)，但垂直方向不可有任何移動(dòng)。因此，產(chǎn)生與支承平面垂直的支座反力
②固定鉸支座。如圖3—9a所示。固定鉸支座只允許構(gòu)件繞著鉸軸任意轉(zhuǎn)動(dòng)，而不允許構(gòu)件沿著水平與垂直方向移動(dòng)。因此，它可以產(chǎn)生通過鉸結(jié)點(diǎn)A的任意方向的支座反力，一般將其分解為相互垂直的兩個(gè)方向的分力P。和Fv。
③固定支座。固定支座所支承的部分完全被固定。
如圖它既不允許構(gòu)件發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，也不允許構(gòu)件發(fā)生任何方向的位移。因此，它可以產(chǎn)生三個(gè)約束反力，即水平和豎向分力Fx，、Fy和反力矩MA。固定支座的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3—11b所示。
④定向支座。如圖3—12a所示，定向支座允許構(gòu)件沿著一個(gè)方向即支承面方向平行滑動(dòng)，但不允許結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，也不允許結(jié)構(gòu)沿垂直于支承面方向移動(dòng)。因此，它可以產(chǎn)生豎向反力Py和反力矩MA。定向支座的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3—12b所示，即用兩根平行的鏈桿表示。
(3)梁的受力分析。不同的支座形式，結(jié)構(gòu)與構(gòu)件受力狀態(tài)不一樣。按照支座情況的不同，梁被分為簡(jiǎn)支梁(圖3—13a)、懸臂梁(圖3—13b)、外伸梁(圖3—13c)、連續(xù)梁(圖3—13d)等。
下面以簡(jiǎn)支梁為例來分析梁的受力狀態(tài)：
均布荷載作用下的簡(jiǎn)支梁，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖3—14a所示，梁長(zhǎng)為l，荷載為q，梁在荷載作用下發(fā)生彎曲，任意截面受的內(nèi)力可用彎矩Mc和剪力Qc來表示(如圖3—14b、c)。
我們可用圖3—15來說明梁受力破壞的實(shí)質(zhì)。對(duì)簡(jiǎn)支梁而言，發(fā)生彎曲變形后，梁的上部受壓，下部受拉，而且越靠近梁截面的上邊緣，壓應(yīng)力越大，越靠近梁截面的下邊緣，拉應(yīng)力越大。當(dāng)上、下邊緣的大壓、拉應(yīng)力超過梁所用材料本身的壓、拉容許強(qiáng)度指標(biāo)時(shí)，梁就會(huì)遭到破壞。梁上、下邊緣壓拉應(yīng)力大小與截面處彎矩Mc成正比。截面彎距M越大，梁上下邊緣壓、拉應(yīng)力也越大。對(duì)于均布荷載作用下的簡(jiǎn)支梁，在跨中處彎矩大；在支座處剪力大。
例題：1. 構(gòu)件在外力作用下的變形基本形式有（）。
A：軸向壓縮
B：剪切
C：彎曲
D：失穩(wěn)
E：軸向拉伸
答案：B,C
2．有A、B兩個(gè)桿件，它們的橫截面均為圓形，橫截面面積、材質(zhì)相同，在同時(shí)受軸向拉力時(shí)，隨外力逐漸增大，（）先破壞。
A：長(zhǎng)度大的桿件
B：長(zhǎng)度小的桿件
C：同時(shí)破壞
D：不能確定
答案：C
3．固定鉸支座的特點(diǎn)有（）。
A: 產(chǎn)生與支承平面垂直的支座反力
B: 允許構(gòu)件繞著鉸軸任意轉(zhuǎn)動(dòng)
C: 不允許構(gòu)件沿著垂直方向移動(dòng)
D: 支座可產(chǎn)生彎矩
E: 允許構(gòu)件沿著水平方向移動(dòng)
答案：A,B,E
4．定向支座不允許（）。
A: 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)
B: 構(gòu)件沿支承面方向平行滑動(dòng)
C:A和B
D:都不是
答案：A
四、建筑工程的基本組成（掌握）？
建筑工程一般由基礎(chǔ)、墻(柱)、樓蓋、樓梯、門窗和屋頂?shù)攘糠纸M成。
(一)基礎(chǔ)
基礎(chǔ)是建筑物下面的部分，埋在地面以下、承受建筑物全部荷載，并將其傳遞到地基上?；A(chǔ)應(yīng)當(dāng)堅(jiān)固、穩(wěn)定、能夠抵抗冰凍、耐地下水與化學(xué)侵蝕等、基礎(chǔ)的大小、形式取決于荷載的大小、土壤性能、材料性質(zhì)和承重方式。
(二)墻(柱)
墻是建筑物的承重、圍護(hù)和分隔構(gòu)件。按其位置不同可分為外墻和內(nèi)墻，按其作用可分為承重墻和自承重墻。承重墻是垂直方向的承重構(gòu)件，承受著由屋頂、樓層等傳來的荷載。因此要求它堅(jiān)固、穩(wěn)定和耐久，且應(yīng)充分利用其所具有的強(qiáng)度、保溫、隔熱、隔聲等物理特性。
外墻應(yīng)能抵抗風(fēng)、雨、雪、太陽(yáng)輻射熱的作用并具有保溫性能。內(nèi)墻用于分隔建筑物每層的內(nèi)部空間，除承重外，還能增加建筑物的堅(jiān)固性，穩(wěn)定性和剛性。自承重的內(nèi)墻為隔墻。有時(shí)為了擴(kuò)大空間或結(jié)構(gòu)上的要求，也可不用墻做承重構(gòu)件，而用柱承重。
在磚木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)的房屋中，屋頂、樓蓋、樓梯等重量都要傳遞到支承著這些構(gòu)件的墻(柱)上，再由墻(柱)傳遞到基礎(chǔ)。所以墻(柱)是房屋結(jié)構(gòu)中的重要承重構(gòu)件。
(三)樓蓋
樓蓋直接承受著各種家具、設(shè)備、人員的重量，并把這些重量傳給支承它的墻(柱)上。樓蓋又是樓房中劃分空間的水平分隔構(gòu)件，與豎向分隔構(gòu)件(內(nèi)墻)共同組成各個(gè)獨(dú)立的房間。同時(shí)樓蓋對(duì)房屋還起著水平支撐的作用，增強(qiáng)房屋的整體性能和抗震能力。
(四)樓梯
樓梯是樓房建筑的垂直交通設(shè)施，供人們上下樓層和緊急疏散之用。故要求樓梯具有足夠的通行能力以及防水、防滑的功能。
(五)屋頂
屋頂是建筑物頂部的外圍護(hù)構(gòu)件和承重構(gòu)件。抵御著自然界雨、雪及太陽(yáng)熱輻射等對(duì)頂層房間的影響；承受著建筑物頂部荷載，并將這些荷載傳給垂直方向的承重構(gòu)件。作為屋頂必須具有、足夠的強(qiáng)度、剛度以及防水、保溫、隔熱等的能力。